СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИЙ ПЕСТИЦИДАМИ Российский патент 2006 года по МПК G01N33/02 G01N33/18 G01N33/24 

Изобретение относится к исследованиям в области охраны окружающей среды и рационального природопользования, а именно к способам оценки экологического состояния окружающей среды с помощью биотестирования. Способ может быть использован для экологического картирования, выявления неблагоприятных участков, исследуемых регионов и дифференцированной оценки пестицидного загрязнения региона.

Современный уровень техники характеризуется следующими аналогами предлагаемого способа.

Известны способы экологического мониторинга регионов, путем создания системы слежения за экологическим состоянием населенных пунктов и целых регионов, осуществляющих мониторинг всех сред в широком диапазоне их параметров независимо от источников загрязнения. В систему сбора информации входят: группы датчиков экологического контроля состояния среды, контрольные и диспетчерские пункты промышленных стоков предприятий, центральный диспетчерский пункт, станция космической связи с сетью спутников космической экологической разведки, а также автомобильные комплексы оперативного действия с соответствующими группами датчиков, связанные с диспетчерским пунктом. Патент RU №2145120, G 08 C 19/00, 2000.01.27.

Указанные экологические системы сбора информации позволяют оценить экологическое состояние целого региона, однако являются трудоемкими, многостадийными, продолжительными по времени и чрезвычайно дорогостоящими.

Известен способ оценки экологического состояния окружающей среды, в частности регионов, включающий определение количества техногенных выбросов в атмосферу, внесенных в почву пестицидов и загрязняющих веществ в сточных водах. Далее проводят идентификацию количества загрязнений по уровням; вычисляют интегральный индекс экологического загрязнения окружающей среды, по значениям которого определяют экологическое благоприятное или неблагоприятное состояние региона. Патент RU №2156975, G 01 N 33/00. 2000.09.27.

Недостатками способа являются исключительная трудоемкость и дороговизна обследования.

В настоящее время наряду с химическими методами определения различных пестицидов в природных объектах разработан ряд способов биологической оценки содержания этих опасных поллютантов в различных средах.

По литературным данным, наиболее распространены способы биотестирования вод, где в качестве преимущественных тест-организмов используют дафний (International Standart Organization (ISO)/ 6341:1989 (E) "Water quality-Determination of the mobility of Dapnia magma Staus International Standart Organization Publications, London. Great Britain".)

Недостатком способа является тот факт, что дафнии не обладают достаточной резистентностью к колебаниям уровней содержания пестицидов в среде.

Известен экспресс-способ оценки качества вод, загрязненных промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми токсикантами и их смесями, применяемый при экологической экспертизе, картировании и мониторинге природных и грунтовых вод. Способ основан на оценке возникающих в тестируемой воде изменений поведенческих реакций моллюсков. В качестве тест-организмов используют специально выведенных путем близкородственного скрещивания в стандартных "экологически чистых" лабораторных условиях моллюсков "Ampulla gigas". Патент RU №2082167, G 01 N 33/18, 1997.20.06.

Способ является очень трудоемким, требует большого количества тест-организмов, многократных повторных измерений и последующей трудоемкой статистической обработки.

Одним из методов биологического мониторинга является способ биотестирования воды и почвы на загрязнение поллютантами, основанный на определении фитотоксичности среды. Оценку проводят по количеству погибших клеток листецов ряски после окрашивания красителем; строят бонитировочную шкалу загрязнений. Патент RU №2135994. G 01 N 33/18. 1999.08.27.

Недостатком указанного способа является необходимость постановки специальных исследований и низкая репрезентативность получаемых результатов, связанная с применением низкоорганизованных живых организмов, невозможность проведения оценки экологической ситуации в относительно крупном регионе.

Известен способ определения токсичности окружающей среды, взятый за прототип, основанный на выборе группы живых организмов в качестве биологических индикаторов качества окружающей среды. Патент RU №2057337, G 01 N 33/18. 1996.03.27.

Способ осуществляют с помощью развивающихся эмбрионов и личинок морских ежей, которые для своей среды обитания служат естественным индикатором уровня техногенного загрязнения и являются высокочувствительными к токсическому действию радионуклидов, пестицидов, тяжелых металлов и других токсикантов.

Недостатками указанного метода является низкая репрезентативность, а также отсутствие селективности в биоиндикации пестицидного загрязнения среды обитания.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение репрезентативности результатов биологической индикации загрязнения территории пестицидами, достижение селективности по индикации пестицидному загрязнению, обеспечение возможности оценки значительного по площади региона при одновременном снижении трудозатрат.

Задачей изобретения является также расширение видов биологических методов адекватной оценки загрязнения пестицидами различных объектов окружающей среды.

Поставленные задачи решаются тем, что в способе оценки загрязнения территорий пестицидами путем биоиндикации в качестве биоиндикаторов используют диких копытных животных, производят в заданный период времени пробоотбор внутренних органов животных, определяют содержание в них пестицидов, сравнивают полученные результаты с максимально допустимыми уровнями в пищевых продуктах, по значениям которых судят о загрязненности окружающей среды, при этом загрязненность крупного региона определяют по превышению концентрации пестицидов в околопочечном жире лося, загрязненность агроценоза - по превышению концентрации пестицидов в печени и почках кабана, отобранных в период года с августа по октябрь, а загрязненность локального лесного массива - по превышению концентрации пестицидов в печени косули, отобранных в период года с марта по апрель.

Преимущественно, в качестве биоиндикаторов используют внутренние органы, преимущественно, лося, косули и кабана.

В отличие от лабораторных организмов низших уровней биологической организации в предлагаемом способе используются свободноживущие высшие млекопитающие (лось, косуля, кабан). Потребляя растительные корма как природного (дикорастущие растения), так и антропогенного (сельхозкультуры) происхождения, указанные виды пьют воду и дышат воздухом непосредственно той территории, загрязнение которой пестицидами оценивается. Для проведения мониторинга не требуется особых трудозатрат на содержание штата микробиологов и микробиологической лаборатории. Пробоотбор образцов печени, почек, околопочечного жира и мышечной ткани (флексоры позвоночного столба) легко проводится в ходе ежегодных облавных охот на диких копытных животных. В результате проведения экомониторинга предлагаемым способом достигается возможность:

1. интегральной оценки загрязнения пестицидами относительно крупного региона в целом;

2. оценки загрязнения пестицидами локального лесного массива;

3. оценки загрязнения пестицидами локального агроценоза.

Более того, способ обеспечивает возможность оперативного получения заключения о характеристиках диагностируемой среды, что, в конечном итоге, позволяет выбрать вид и характеристики оптимального воздействия на нее и формировать среду с требуемыми параметрами.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходя из данных таблицы 1 и конкретных целей проводимого экологического мониторинга выбирают период пробоотбора, соответствующие виды и органы-индикаторы загрязнения территории пестицидами.

Для проведения мониторинга административного района "А" площадью порядка 100 тысяч га достаточно в период зимней охоты на копытных отобрать образцы от 5 особей. Для оценки локального лесного массива и агроценоза (не более 20 тысяч га) достаточно отобрать образцы от 3 особей. В течение 1 суток с момента добычи животных от их органов отбирают пробы по 10 г., помещают их в полиэтиленовый контейнер и фиксируют 10 мл 48%-ным этиловым спиртом. Отобранные образцы доставляют в лабораторию, где производят дальнейшую пробоподготовку для последующего анализа в соответствии с "Методическими указаниями по определению микроколичеств пестицидов в продуктах питания, кормах и внешней среде" (Государственный Комитет по химическим средствам борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками при МСХ СССР. М., 1980. Часть X.).

Таблица 1Задача исследованияПериод пробоотбораИндикаторный органВид-индикаторОбщая оценка территории регионаВ течение всего годаОколопочечный жирЛосьОценка локального лесного массиваМарт-апрельПеченьКосуляОценка агроценоза (монокультуры: сах.свекла, подсолнечник, кукуруза)Август -октябрьПечень, почкиКабан

Полученные результаты усредняют и сравнивают с данными таблицы 2, где указаны максимально допустимые уровни пестицидов в органах и тканях животных, установленные Госсанэпидемнадзором РФ.

Под усредненной концентрацией пестицида в индикаторном органе того или иного вида понимается среднее арифметическое содержание в образцах 5 или 3 особей данного вида (для крупного региона и локального лесного массива и агроценоза соответственно).

Таблица 2ОрганДДТ* с метаболитами, Мг/кг сырой массыГХЦГ **( сумма изомеров), Мг/кг сырой массыОколопочечный жир1,00,2Мышцы0,10,1Печень0,10,1Почки0,10,1* - п,п'-дихлордифенилтрихлорметилметан
** - 1,2,3,4,5,6-гексахлорциклогексан

Пример:

1. Усредненные концентрации ДДТ с метаболитами и ГХЦГ (сумма изомеров) в околопочечном жире лося, обитающего на территории административного района "А" составили 0,78 и 0,16 мг/кг сырой массы ткани соответственно;

2. Усредненные концентрации вышеназванных пестицидов в печени косули (образец отобран в апреле), обитающей в лесном урочище «Афонин яр», составили 0,09 и 1,14 мг/кг сырой массы ткани соответственно;

3. Усредненные концентрации вышеназванных пестицидов в почках кабана (в сентябре), регулярно посещающего поля сахарной свеклы АОЗТ «Нива», составили 0,11 и 0,07 мг/кг сырой массы соответственно.

На основании полученных результатов с использованием данных таблицы 2 можно сделать следующие выводы:

1. Территория административного района «А» не загрязнена пестицидами.

2. Территория лесного урочища «Афонин яр» загрязнена изомерами ГХЦГ.

3. Территория пахотного клина АОЗТ «Нива», используемого под сахарную свеклу загрязнена ДДТ с метаболитами.

Изобретение относится к исследованиям в области охраны окружающей среды и рационального природопользования, а именно к способам оценки загрязнения территорий пестицидами с помощью биотестирования. Способ осуществляют путем биоиндикации контролируемой территории, используя в качестве биоиндикаторов диких копытных, производят в заданный период времени пробоотбор внутренних органов животных. Определяют содержание в них пестицидов, сравнивают полученные результаты с максимально допустимыми уровнями в пищевых продуктах, по соответствию которым судят о качестве среды. В качестве биоиндикаторов используют внутренние органы преимущественно лося, косули и кабана. Способ позволяет повысить репрезентативность результатов мониторинга, обеспечивает возможность оценки значительного по площади региона, или локального массива, или локального агроценоза при одновременном снижении трудозатрат. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ оценки загрязнения территорий пестицидами путем биоиндикации, отличающийся тем, что в качестве биоиндикаторов используют диких копытных животных, производят в заданный период времени пробоотбор внутренних органов животных, определяют содержание в них пестицидов, сравнивают полученные результаты с максимально допустимыми уровнями в пищевых продуктах, по значениям которых судят о загрязненности окружающей среды, при этом загрязненность крупного региона определяют по превышению концентрации пестицидов в околопочечном жире лося, загрязненность агроценоза - по превышению концентрации пестицидов в печени и почках кабана, отобранных в период года с августа по октябрь, а загрязненность локального лесного массива - по превышению концентрации пестицидов в печени косули, отобранных в период года с марта по апрель.2. Способ оценки загрязнения территорий пестицидами по п.1, отличающийся тем, что в качестве биоиндикаторов используют внутренние органы преимущественно лося, косули и кабана.